Allergien: Genexpression in Mastzellen kartiert

2. April 2014
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Forschern ist es gelungen, jene Steuerungselemente im Genom der Mastzellen zu lokalisieren, die für das Ablesen der Erbinformationen in den Zellen zuständig sind. Zudem konnten sie zeigen, dass Mastzellen auch Gene aktivieren, die normalerweise in anderen Zelltypen vorkommen.

Im Rahmen des internationalen Fantoms5-Konsortiums (Functional Annotation of the Mammalian Genome) hat die Arbeitsgruppe um Dr. Magda Babina von der Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie der Charité zusammen mit dem renommierten Riken-Institut in Japan und mehr als 120 Forschern auf der ganzen Welt eine Art Atlas erstellt, der für nahezu jedes Gewebe dokumentiert, welche spezifischen Gene von welchem Zelltyp abgelesen werden. Die Wissenschaftler der Charité fokussierten ihren Teil des internationalen Projekts auf die Mastzellen, die sie in enger Zusammenarbeit mit Efthymios Motakis und Alistair Forrest vom Riken-Institut untersuchten. Dies sind spezialisierte weiße Blutkörperchen, die im Knochenmark entstehen und als unreife Vorläuferzellen in Gewebe und Organe wandern und dort ausreifen. Werden sie aktiviert, setzen sie verschiedene Botenstoffe, unter anderem Histamin, frei, was zu Allergien und Juckreiz führen kann.

Wandlungsfähigkeit der Mastzellen

Durch eine spezielle, vom Riken-Institut entwickelte Technik (CAGE = Cap Analysis of Gene Expression) gelang es den Forschern, jene Steuerungselemente im Genom der Mastzellen zu lokalisieren, die für das Ablesen der Erbinformationen in den Zellen zuständig sind. Des Weiteren konnten die Wissenschaftler zeigen, dass Mastzellen auch Gene aktivieren, die normalerweise in anderen Zelltypen vorkommen. Sie fanden heraus, dass sich Mastzellen abhängig von der Umgebung, in die sie eingebettet sind, stark verändern, was ihre große Wandlungsfähigkeit unterstreicht.

Neue Therapieansätze für allergische Erkrankungen etablieren

„Der besondere Clou unserer Arbeit liegt darin, dass die Mastzellen nicht isoliert betrachtet wurden, sondern in das Fantoms5-Projekt eingebettet waren, welches rund 1000 Proben parallel untersucht hat“, erläutert Dr. Magda Babina die Ergebnisse der Studie. „Dadurch ließ sich die Genexpression in Mastzellen unmittelbar ins Verhältnis zu nahezu allen Geweben und Zellen des menschlichen Körpers setzen, wodurch eine quantitative Einordnung erfolgen konnte“, fügt sie hinzu. Denn erst wenn die Funktionalitäten von Mastzellen besser verstanden sind, lassen sich auch gezielt neue Therapieansätze für allergische und andere Erkrankungen etablieren.

Originalpublikationen:

Redefinition of the human mast cell transcriptome by deep-CAGE sequencing
E. Motakis et al.; Blood, doi: 10.1182/blood-2013-02-48379; 2014

A promoter level mammalian expression atlas
Forrest A.R.R. et al.; Nature, doi: 10.1038/nature13182; 2014

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